Botvorstellung

Ist da die TURAG? Nein hier ist Thaddäus!

Die Zeit rennt wieder und die erste Hälfte der Eurobotsaison 2026 liegt bereits hinter uns. Nach vielen Ideen, Diskussionen, CAD-Sessions und der einen oder anderen Mate steht unser neuer Hauptroboter nun fest: „Thaddäus“ ist vollständig designt und seine Einzelteile befinden sich aktuell in der Fertigung. Noch existiert er hauptsächlich digital, aber das wird sich hoffentlich bald ändern. Hier habt ihr schon mal ein erstes Bild wie Thaddäus aussehen wird:

 

Funktionsweise

Ein zentrales Element von Thaddäus ist das Greifersystem an der Front. Dort kommen insgesamt 16 Sauger zum Einsatz, die über ein pneumatisches System angesteuert werden. Kleine Pumpen erzeugen dabei einen Unterdruck, mit dem die zweifarbigen Holzsteine angesaugt und sicher festgehalten werden. Jeder Sauger lässt sich einzeln kontrollieren, sodass Steine gezielt aufgenommen, gehalten oder wieder abgeworfen werden können. Sensoren und Ventile sorgen im Hintergrund dafür, dass alles möglichst zuverlässig funktioniert und dass eingesammelte Steine nicht ungeplant den Weg zurück aufs Spielfeld finden.

 

In dieser Saison dreht sich alles um die richtige Vorbereitung auf den Winter. Unsere Aufgabe: zweifarbige Holzsteine aufnehmen, nach Farben sortieren und an definierten Stellen ablegen. Mehr dazu findet ihr in unserem Beitrag zu den diesjährigen Regeln.

Sandy

Natürlich dürfen auch in diesem Jahr unsere SIMAs nicht fehlen – diesmal sogar in zwei Varianten. Neben den klassischen SIMAs gibt es einen großen Ninja-SIMA namens Sandy, der unabhängig vom Hauptroboter in seiner eigenen Zone agiert. Dort führt er selbstständig Aktionen aus und sammelt am Ende des Matches zusätzliche Punkte – quasi als stiller Punktesammler im Hintergrund.

Gemeinsam mehr erreichen

Besonders freuen wir uns, dass wir in dieser Saison mit einem für unsere Verhältnisse großen Team arbeiten können. Auch wenn das manchmal für längere Diskussionen sorgt, ermöglicht es uns, komplexere Mechanismen umzusetzen und die Arbeit sinnvoll aufzuteilen.

Wir sind gespannt, was der Rest der Saison noch für uns bereithält und wie sich Thaddäus, Sandy und die SIMAs am Ende auf dem Spielfeld schlagen werden.

Winter Is Coming – Regelvorstellung

Dieses Jahr wurden die Regeln für den Eurobot-Wettbewerb der nächsten Saison schon anfang September und damit reichlich früh veröffentlicht. Die TURAG war (fast :)) live dabei.  Unter dem Motto „Winter Is Coming“ versetzen wir unsere Roboter in die Rolle von Eichhörnchen, die ihre Vorräte vor den bösen Menschen retten müssen. Einen Überblick über die technischen Herausforderungen, die auf uns warten, und an welche Regeln wir uns bei der Entwicklung unserer Roboter halten müssen, erfahrt ihr in diesem Beitrag.

Humanoides Eichhörnchen mit Sonnenbrille, Basecap und Eicheln in beiden Händen
Eichhörnchen, das Vorräte in beiden Händen hält (Symbolbild, KI generiert)

Spielidee und Spielfeld

Das grundlegende Ziel des Wettbewerbs ist es, innerhalb von 100 Sekunden so viele Aufgaben auf dem Spielfeld wie möglich zu erledigen. Für jede erfüllte Mission gibt es Punkte, die am Ende eines Spiels addiert werden. Zwei Teams (blau und gelb) treten gleichzeitig gegeneinander an – vollautonom versteht sich. Das Team mit der höheren Punktzahl gewinnt. Weitere Informationen zu den allgemeinen Spielregeln gibt es hier.

Spielfeld, Übersicht (Skizze)
Übersichtsskizze Spielfeld

Das Spielfeld ist 3mx2m groß und beinhaltet verschiedene Zonen und Elemente, die zum Erfüllen der Aufgaben wichtig sind:

  1. Nester der Eichhörnchen
  2. SIMA (Small Independent Mobile Actuators = kleine Miniroboter, die zusätlich zum Hauptroboter entwickelt werden) Startbereiche im menschlichen Speicher, der Speicher ist ein erhöhter Bereich auf dem Spielfeld
  3. Kühlschränke
  4. Ladeflächen
  5. Sammelbereiche (der Menschen)
  6. Vorratskammern (der Eichhörnchen)
  7. Thermometer (mit Cursor 8.)

Überblick der Missionsblöcke

Dieses Jahr dreht sich alles um die Vorbereitung und Bewältigung eines großen Winterereignisses. Ein Team kann mit folgenden Aktionen Punkte ergattern:

      1. Haselnusskisten einsammeln: Dabei handelt es sich um die zentrale Aufgabe unseres Hauptroboters (=Eichhörnchenmama). Die Vorräte sind bereits von den Menschen in Kisten (=Spielsteine) in Sammelbereichen gesammelt (siehe Spielfeldskizze). Von diesen Kisten müssen so viele wie möglich eingesammelt werden und in das Nest oder die Vorratskammern gebracht werden. Während die Kisten im Nest sicher sind und damit Punkte geben ist bei den Vorratskammern auf dem Spielfeld Vorsicht geboten: Die Spielsteine sind je nach Seite verschiedenfarbig markiert. Punkte gibt es für das Team, dessen Teamfarbe oben liegt – Klauen  vom  Gegner  ist  erlaubt!

        Spielsteine in Lagern
        Spielsteine, die von den Robotern in die Vorratskammern bewegt wurden, geben dem Team Punkte, dessen Farbe oben liegt
      2.  Den Speicher plündern: Ein mutiges Ninja-Eichhörnchen (ein SIMA) ist in den menschlichen Speicher eingedrungen. Punkte gibt es dafür, Kisten aus dem Kühlschrank auf das Hauptspielfeld zu bringen und diesen mit leeren Kisten (farblosen Spielsteinen) wieder zu befüllen.

        Kühlschrank auf dem Spielfeld
        Kühlschrank mit Kisten zu Beginn des Spiels
      3. Für die richtige Temperatur sorgen: Das Mamaeichhörnchen (=Hauptroboter) soll den Cursor auf dem Thermometer möglichst weit in die Mitte bewegen. Auf dem Thermometer sind je nach Position Punkte eingezeichnet (siehe Spielfeld oben).
      4. In das Nest zurückfahren:  Am Ende des Spiels muss der Hauptroboter in das Nest zurückfahren, um sicher zu überwintern.
      5. Die Haselnüsse essen: In den letzten 15 Sekunden vor Spielende, kann jedes Team bis zu sechs hungrige Eichhörnchen (sechs SIMAS) auf das Spielfeld loslassen. Deren Aufgabe ist es, zu den Vorratskammern zu fahren und dort eine Bewegung eines Aktuators auszuführen (=essen). Auch das Ninja-Eichhörnchen muss zum Ende des Spiels eine Bewegung ausführen.

Ausblick

Das vollständige Regelwerk für diese Saison findet sich hier.

Wir freuen uns auf eine spannende Saison mit vielen neuen Herausforderugen,  wünschen allen Teams viel Freude, gute Ideen – und … let it snow!

EB26 – „Winter Is Coming“

Mit dem neuen Semester startet für die TURAG auch eine neue Eurobot-Saison. Unter dem Motto „Winter Is Coming“ bereiten sich unsere Roboter-„Eichhörnchen“ auf die kalte Jahreszeit vor, indem sie sich Haselnussvorräte anlegen.

Auch dieses Jahr müssen verschiedene, knifflige Aufgaben gelöst werden: Haselnussbehälter müssen in ihre Zonen gebracht werden, das Thermometer muss die richtige Temperatur anzeigen und kleine Schwarmroboter müssen zu den Haselnussvorräten fahren und sie dort „essen“. Eine genaue Vorstellung der Regeln könnt ihr in einigen Wochen bei uns oder bereits jetzt auf der Eurobot-Website finden

Wir sind auf die neuen Herausforderungen gespannt und werden uns die beste Mühe geben, innerhalb der nächsten 6 Monate wieder tolle Roboter zu entwickeln.

Image Fusion

Um alle Ereignisse auf dem Wettbewerbsspielfeld zu erfassen und den gegnerischen Roboter zu lokalisieren, nutzen wir ein Kameratracking-System. Dieses besteht aus einem ~1.60m hohen Turm auf dem eine Luxonis Oak W Kamera montiert ist. In der vergangenen Saison haben wir diese bereits genutzt um den Gegner zu tracken und neuerdings auch, um Objekte mit Hilfe von edge detection zu klassifizieren.

Eine Kamera reicht jedoch nicht ganz, um das gesamte Spielfeld abzudecken. Aus diesem Grund soll probiert werden zwei Kameras gleichzeitig zu nutzen, deren Bilder miteinander kombiniert werden. Auf Grundlage des kombinierten Bildes können dann Ereignisse im gesamten interessanten Bereich beobachtet werden. Wichtig ist hierbei insbesondere die Qualität des Merges und damit die Minimierung von Verzerrung, aber auch eine gute Performance.

Edge Detection mit einer Oak W Kamera

BLDC Motortreiber

Wir benutzen viele verschiedenen Aktoren, um Aktionen mit unserem Roboter auszuführen. Aktuell haben wir selber Platinen und Software für die Ansteuerung von Servos und DC-Motoren entwickelt. Um in Zukunft noch mehr Optionen in der Aktorauswahl zu haben, würden wir gerne ein Treiber für Brushless DC Motoren (BLDC) entwickeln.

Dafür müssen folgende Teile entwickelt werden:

  • BLDC-Reglerplatine (z.B. mit STSPIN32 Mikrocontroller)
  • Software zur Ansteuerung und Regelung der Motoren (C++)

Ein paar Infos zu BLDC-Motoren gibt es z.B. hier.

 

Katamaran Antrieb

Bisheriger Antriebsblock

In der TURAG legen wir sehr viel Wert darauf, so viele Bestandteile unseres Roboters wie möglich selber zu entwickeln und dabei zu lernen. Aus diesem Grund haben wir eine komplett eigene Antriebseinheit entwickelt, welche in den Robotern der letzten Jahre stets zum Einsatz gekommen ist. Jetzt wollen wir jedoch aufbauend auf unseren Erfahrungen eine zweite Version gestalten.

Ziel ist es den Antrieb kleiner zu machen und mehr Flexibilität durch eine Katamaran-Bauweise (zwei getrennte Antriebsblöcke) zu schaffen.

Dafür müssen folgende Teile entwickelt werden (natürlich macht nicht einer alles):

  • BLDC-Reglerplatine (Hauptaufgabe, entweder STSPIN32 oder sowas wie TMC9660)
  • Hauptprozessorplatine (vergleichsweise simpel, im Prinzip ein STM32(H7) mit RS485-Interface)
  • Softwareanpassung des bisherigen Codes an einen externen Motortreiber
  • Antriebsblöcke mit eingebauter Odometrie

Dabei kannst du mit folgenden Tools arbeiten:

  • KiCad für das Platinendesign
  • C++ zur Programmierung
  • SolidWorks für die mechanische Konstruktion

Damit bietet das Projekt Teilaufgaben aus den Bereichen der mechanischen Konstruktion, dem Platinendesign und der Programmierung.

Programmierung von Minirobotern

Für den diesjährigen Eurobot-Wettbewerb müssen wir neben unserem großen Hauptroboter müssen wir auch Aufgaben mit kleineren Robotern absolvieren.

Die Roboter (offiziell SIMAs genannt) müssen zu bestimmenten Zonen auf dem Spielfeld fahren und dabei Hindernissen, Gegnern und sich gegeneinander ausweichen. Die SIMAs werden über einen ESP32 Mikrocontroller angesteuert und besitzen einen Distanzsensor, um Gegner in Fahrtrichtung zu erkennen und zusätzlich zum Antrieb mindestens einen weiteren Motor, um Aktionen durchzuführen.

Für die Programmierung der SIMAs gibt es folgende Aufgaben:

  • Ansteuerung der Motoren zum Fahren
  • Kommunikation mit dem Hauptroboter via MicroRos
  • Aufbauend auf den Daten unserer Kamera:
    • Gegner- und Hindernisvermeidung
    • Pfade planen und fahren
Offener SIMA vom Eurobot 2025

Kompakte Kugelrollen

Konstruktion einer möglichst kompakten gefederten Kugelrolle.

Zusammenfassung

Unsere Roboter verfügen über zwei Antriebsräder und stützen sich zusätzlich auf Kugelrollen [1] ab. Für größere Aktoren in der Nähe des Bodens sind diese Rollen oft zu sperrig. Kompakte und in sich gefederte Kugeln sind verfügbar [2] aber bisher noch nicht getestet. Wichtig ist, dass die Kugelrolle trotz kompakter Bauform nicht zu klein wird, um Unebenheiten im Boden ausreichend ausgleichen zu können. Die Steifigkeit der Federung solle möglichst einfach anpassbar sein, damit je nach Fahrverhalten des Roboters nachjustiert werden kann.
Ziel dieses Projekts ist der Aufbau einer kompakten Kugelrollen-Baugruppe mit Federung und einfacher Schnittstelle zur Montage im Roboter.

Aufgaben

  • Recherche zu möglichen Komponeneten oder fertigen Lösungen
  • Aufbau einer wiederverwendbaren Baugruppe im CAD

Tools

  • SolidWorks CAD

Links

[1] https://www.maedler.de/product/1643/1629/468/kugelrollen-310-320-mit-befestigungselement
[2] https://www.halder.com/gb/Products/Standard-Parts/Machine-and-Fixture-Elements/Spring-Plungers/Spring-Plungers-with-moveable-ball-and-internal-hexagon

Guido & seine SIMAs

Wir präsentieren unsere Roboter der Eurobot-Saison 2025!

Guido und seine SIMAs

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Hinter allen unseren Robotern stecken tausende Stunden Arbeit: vom Prototyping über die Inbetriebnahme bis hin zum finalen Ergebnis beim Wettbewerb. Wir sind sehr stolz auf das diesjährige Ergebnis und hoffen, dass wir das neuerlangte Wissen in der kommenden Saison gut anwenden können.

Vielen Dank an unsere Sponsoren Bender Engineering, Infineon, Global Foundries, Bosch Sensortec und VDE Dresden !
Sie ermöglichen es, dass wir uns in unserer Freizeit praktisch weiterbilden und unser Wissen an die nächste Generation von Ingenierstudenten weitergeben können. Ohne sie wäre unsere gemeinnützige Vereinsarbeit nicht möglich.

Scrap Bot Challenge 2025

Für unser Team gehört die Weitergabe unseres Wissens und unserer Begeisterung für die Technik ganz klar mit dazu! Deshalb haben wir dieses Jahr einen Wettbewerb organisiert, bei dem Schüler*innen aus Dresden und Umgebung eigene kleine Roboter bauen konnten.

ScrapBot-Teilnehmer*innen und Betreuerin

Innerhalb von drei Stunden haben die 27 Schüler*innen in Dreierteams aus einem Batteriepack, zwei Getriebemotoren und ganz viel Bastelmaterial versucht die Aufgabe zu lösen: geradeaus zu fahren, ohne die markierte Zone zu verlassen und als erstes im Ziel anzukommen. Nach Verkündung der Aufgabe folgte erst einiges Schmunzeln: das Ganze sei doch viel zu einfach und man bräuchte doch niemals die vorgegebene Zeit. Nach der ersten Stunde und einigen Tests wurde jedoch festgestellt: ein bisschen Knobelei gehört doch dazu und der Erfindergeist wurde in den Köpfen geweckt. Verschiedene Arten von Rädern wurden ausprobiert, verschiedene Gewichte und Strategien. Während manche versucht haben, das Gewicht leicht und den Roboter klein zu halten, um möglichst schnell im Ziel anzukommen, um sich Fehler erlauben zu können, haben andere lieber auf „Slow and Steady“ gesetzt.

Eine von zwei Bastelzonen

Am Ende hatten die neun Teams Roboter, die genau so unterschiedlich waren, wie die Teamnamen- ein großer Roboter beim Team „The Big Glitter Wheels“ bis zum minimalgroßen Roboter der „Robocops“

Wettbewerb

Nebenbei wurde außerdem der nationale Eurobot-Wettbewerb abgehalten- die Schüler*innen konnten also nicht nur selbst basteln, sondern uns und den anderen Eurobot-Teams bei Siegen, Niederlagen und natürlich ganz viel beim tüfteln zuschauen.

Vielen Dank an die Hochschulgruppe Turmlabor, die beim Betreuen und Basteln geholfen hat!